高中生物-免疫学的应用教学设计学情分析教材分析课后反思

第4节免疫学的应用教学设计

一、教学过程

（-）新课导入

教师引导学生阅读问题探讨，让学生思考，为什么注射了流感疫苗后还会患流感？

这是因为流感病毒是RNA病毒，遗传物质不稳定，极易发生变异，这次注射的疫苗对变

异后的病毒不起作用，因此需每年接种才能获得有效保护。

那么，什么是疫苗？有哪些种类？

（二）讲授新课

1、疫苗

历史上发生过很多次大型的传染病，夺走了很多人的生命，为此，科学家一直在研究

如何预防传染病，疫苗就这样诞生了！我国是世界上最早用接种疫苗的方法预防传染病的国

家，即先后用接种“人痘”和“牛痘”的方法来预防天花，此病毒已于1980年被人类消灭。

法国巴斯德研究出了狂犬病疫苗。下面，我们了解一下什么是疫苗。

（1）概念：通常是用灭活的或者减毒的病原体及其代谢产物（如对外毒素进行减毒处理获

得类毒素也是疫苗）制成的生物制品。疫苗保留了病原微生物刺激动物体免疫系统的特性。

接种后，人体能产生相应的抗体和记忆细胞，从而对特定的传染病具有抵抗力。本质上，疫

苗是抗原。

（2）举例：卡介苗（预防结核病）、脊髓灰质炎疫苗（预防脊髓灰质炎，俗称“小儿麻痹症”，

可口服，由“糖丸爷爷”顾方舟研制成）、麻疹疫苗（预防麻疹）、人乳头瘤病毒（HPV）疫

苗（预防宫颈癌，世界上第一个预防癌症的疫苗）

（3）DNA疫苗：指将编码某种蛋白质抗原的重组真核表达载体直接注射到动物体内，使外

源基因在活体内表达，产生的抗原激活机体的免疫系统，从而诱导特异性的体液免疫和细胞

免疫。（DNA本身不是抗原，是基因表达出的蛋白质是抗原。）

（4）特点：既具有减毒疫苗的优点，又无感病危险。

（5）DNA疫苗如：预防亚型禽流感的疫苗、新型乙肝疫苗等。

教师引导学生完成“思考讨论”

（1）百白破三联疫苗可同时预防百日咳、白喉、破伤风

（2）疫苗作为抗原会激发机体产生免疫反应，相对于灭活的病原体，减毒处理的病原体引

起的免疫反应相对强烈，人会有发烧的症状。

（3）多联疫苗（预防不同的疾病，如百白破）、多价疫苗（预防同一种疾病的多个亚型或血

清型，如流感三价疫苗等。)

教师引导学生完成“旁栏思考”

(1)疫苗不必用完整病原体，可以是病原体的某些成分(如蛋白质、多糖荚膜)及其产物

制备，此外DNA疫苗也逐步开始应用。

(2)接种疫苗前应保证身体健康，免疫力较强。患有免疫缺陷的儿童不应该注射减毒活疫

苗。因为处理不当，会引起较强烈的免疫反应。

2、免疫学的应用

(1)免疫预防

分为人工主动免疫(注射抗原)和人工被动免疫(注射抗体)

(2)免疫诊断

根据抗原和抗体结合的高度特异性，用人工标记的抗体对组织内的抗原进

行检测，帮助人们发现体内组织中的抗原。如检测病原体和肿瘤标志物

检测血型活动。

(3)免疫治疗

利用免疫学原理，针对疾病的发生机制，人为干预或调整机体的免疫功能，分为免疫增

强疗法(针对免疫功能低下者)和免疫抑制疗法(针对免疫功能过强者，如类风湿关节炎、

系统性红斑狼疮等使用免疫抑制剂)

3、器官移植

(1)概念：医学上把用正常的器官置换丧失功能的器官，以重建其生理功能的技术叫器官

移植，目前可以移植心脏、肝脏、肾脏、肺等器官。

教师引导学生完成“思考讨论”

(2)对器官移植的接受者来说，供体器官属于抗原，移植后会引起机体产生免疫排斥反应，

因此最初的器官移植多不成功。

(3)配型：检查供体与受体细胞表面的组织相容性抗原(HLA),只有供体与受体的HLA有

一半以上相同，才可以进行器官移植。

(4)器官移植后患者需要使用免疫抑制剂，可以抑制B细胞和T细胞的增殖和功能，以使

机体处于暂时无应答或弱应答的状态，提高移植器官的存活率。

(5)自体干细胞(脐带血)培养的组织、器官进行移植时，发生免疫排斥的可能性较小。

(6)器官移植面临的问题：免疫排斥和供体器官短缺。

4、小结

5、练习

二、板书设计

第4节免疫学的应用

一、疫苗

(1)定义

(2)种类：灭活病原体、减毒病原体、DNA疫苗等

二、免疫学的应用

(1)免疫预防

人工主动免疫：注射抗原(菌苗、疫苗、类毒素)

人工被动免疫：注射抗体(免疫血清、免疫球蛋白)

(2)免疫诊断

检测病原体、肿瘤标志物

(3)免疫治疗

免疫增强疗法

免疫抑制疗法

三、器官移植

(1)定义

(2)条件：配型(供体与受体的HLA有一半以上相同)、免疫抑制剂

(3)面临的问题：免疫排斥、供体器官短缺

三、作业布置

学情分析

学生在初中就已经接触过免疫学的相关内容，“问题探讨”提供的又是学生熟悉的生活

场景，每个学生都得过流感，应利用它进行问题驱动，以推动后续学习内容的开展。虽然每

位同学对患上感冒都有一定的体验，但是不一定能说清楚这其中的原因。

可以发动学生在课前通过小组合作搜寻过资料•，对这个问题形成初步的看法。在课堂上

通过交流得到一定的理解，并通过生成性问题逐步引导学生加深对疫苗的认识，激发学生进

一步探索的热情。

进来器官移植的新闻报道比较多，学生应比较感兴趣。

效果分析

基本能够完成教学目标，因为本节课安排一个课时，完成了疫苗和器官移植的学习以及

扩展延伸。

在教案设计中，创设生活化的热点情境，有机联系课堂内外本案例围绕新型冠状病毒的

侵入与人体的防御展开，生活化的情境可以

激发学生求知欲。该情境贯串始终，从病毒视角沿着病毒感染路径，有序展开学习，便

于学生理解。另外在主线中适时穿插与新型冠状病毒有关的内容，如新型冠状病毒、引起的

症状、相关实验等，更丰富了教学素材，刺激学生在同一情境下从不同角度理解特异性免疫

的本质，同时这些与社会联系紧密的热点情境也有助于促进学生知识应用能力和社会责任感

的形成。

教材分析

本节主要侧重渗透社会责任，但社会责任的担当需要重要概念及科学思维的

支撑，因此，教材在每个黑体字标题下分别设计了一个“思考•讨论”活动。通

过这样的讨论活动，希望学生逐渐理解相关知识，能够在一定程度上具有参与社

会问题讨论的意识，最终能理性地看待与此相关的问题，用辩证的眼光看待复杂

的社会问题。

“问题探讨”给出的情境是很多学生都遇到过的，通过对设计的问题的讨论，

学生能够明确基础知识，并消除一些负面传闻。正文包括“疫苗”和“器官移植”

两部分内容，它们之间没有严格的先后顺序。在“接种疫苗时遇到的问题”的“思

考•讨论”活动中，设计的几个问题指向关于免疫反应的基础知识。通过讨论该

活动中的问题、旁栏思考题“疫苗必须包含一个完整的病原体吗?为什么？”、批

判性思维栏目“患免疫缺陷病的儿童，能否接种疫苗，尤其是减毒活疫苗？”等

问题，学生可以全面、正确地看待疫苗。“器官移植所面临的问题及希望”也是

同样的思路，设计的问题指向基础知识，但正是这些基础知识的普及，能让学生

明理，后面正文的总结内容自然就不是单纯的说教了。课后的“练习与应用”中

安排的思考题，也都指向科学思维及社会责任。

基础过关练

题组一掌握疫苗的应用和原理

1.接种疫苗后人体会产生相应抗体，该抗体（）

A.由T淋巴细胞产生B.可与多种抗原结合

C.可裂解抗原D.可被蛋白酶水解

2.随着人类对免疫系统认识的深入，免疫学得到了广泛的应用，下列应用不正确的是（易

错）

A.疫苗的研究和开发可防止过敏反应的发生

B.免疫抑制剂的应用可提高移植器官的成活率

C.可利用人工标记的抗体对组织内的抗原进行检测

D.注射疫苗的目的是提高机体相应的特异性免疫功能

3.（2020天津高二上期中）如图所示为疫苗注射前后、不同时间采血所测得的抗体水平（箭头

指示为疫苗注射时间），下列叙述不正确的是（）

抗

体

水

平

；/xy：：

1一b~J时间/周

A.c时间段甲抗体水平突然上升,可能是受到了与a时间注射的疫苗相类似的抗原刺激

B.甲、乙两曲线表明，不同种类的抗体在体内存留的时间长短可有较大的差异

C.a与d时间所注射的可能为不同种疫苗，甲、乙两种抗体由不同浆细胞产生

D.曲线表明每个抗体分子可以多次与同种抗原结合发挥作用

4.（2020济南一中高二上期中改编）结核杆菌是一种胞内寄生菌，卡介苗是用于预防结核病

的疫苗，人体接种卡介苗将获得相应免疫力。下列有关叙述错误的是（）

A.结核杆菌侵入机体后,细胞毒性T细胞会增殖分化并产生记忆T细胞

B.结核杆菌再次侵入机体时，巨噬细胞会吞噬处理结核杆菌

C.注射卡介苗的作用是刺激人体内产生记忆细胞

D.卡介苗对人体来说是一种抗原,会被细胞毒性T细胞裂解

5.（2020天津静海一中高二上期末）子宫颈癌是由人乳头瘤病毒（HPV）引起的。研究人员通过

研发疫苗以预防子宫颈癌。

多肽简写

RGDRGD

HPVE7E7

GGG-K18GK

RGD-GGG-K18AK

细

胞

因AKE7GK-E7AK-E7

子

<110=10'Wio-0W10'I310'010=10'W10-Oltf10'IC10'

辅助性T细胞

体外检测特异性细胞免疫应答

图1

接

种

疫

苗

后

小

鼠

存

活

率

图2

(DHPV侵入人体内环境后,刺激B淋巴细胞增殖分化成和记忆B细胞,前者能够分

泌,当病毒进入细胞寄生后,细胞毒性T细胞发挥作用使,释放

病毒到体液中,病毒最终被消灭。

(2)已知RGD具有与肿瘤细胞上受体特异性结合的特性，研究者利用表中所示多肽组装成

GK-E7和具有靶向作用的疫苗。

(3)为检测疫苗的作用，进行如下实验：

①将小鼠随机分为7组,每组3只，分别用疫苗和其他不同物质给小鼠注射。实验结果如图1

所示:组辅助性T细胞分泌细胞因子的频率明显高于其他组。

②对皮下成瘤小鼠进行接种实验。结合图2的检测结果可以推测出AK-E7疫苗具有

作用.

(4)在AK-E7疫苗研制过程中，有研究表明热休克蛋白现已经被证明是有效的疫苗佐剂,能够

触发其抗原呈递功能,激发T细胞的免疫应答。为验证其作为疫苗佐剂时的功效,实验组应选

择的实验材料及检测指标包括。

a.AK-E7-热休克蛋白b.AK-E7

c.热休克蛋白d.皮下成瘤小鼠

e.正常小鼠f.细胞因子的释放量

题组二理清器官移植的相关知识

6.(2020河北唐山一中高二上期中)角膜本身不含血管，处于“免疫赦免”地位，使角膜移植

的成功率高于其他同种异体器官移植。下列有关说法正确的是()

A.“免疫赦免”说明人体免疫防御功能存在缺陷

B.眼球血液中含有淋巴细胞、免疫活性物质

C.被移植角膜与受体之间不存在免疫反应

D.用药物抑制B细胞增殖可获得“免疫赦免”

7.(2020河北唐山高二上期中)用A、B、C三个纯种品系的小鼠进行皮肤移植实验。移植时,

在某小鼠背部切除部分皮肤，将其他个体的皮肤移植上去，实验过程如图所示。据图回答问

题：

(1)儿的皮肤片移植到A,±.皮肤片存活,而B,的皮肤片移植到由上，14天后皮肤片结痂脱落,

说明A?对Bi皮肤片产生了反应。这种反应是由细胞引起的,它属于

免疫。被移植到Az上的氏皮肤片，在此反应中可称为。B细胞和T细胞含有的遗传

信息是否相同?。易错

(2)如果B2和C.的皮肤片同时移植到曾移植过Bi皮肤片的Az上。移植后,Bz皮肤片5天脱落,

而C皮肤片14天才脱落，分析出现前者现象的原

因：。

题组三突破免疫诊断和免疫治疗

8.（2020湖南高二上期中）早在19世纪末就有医生发现，若癌症患者手术后意外感染酿脓链

球菌,则其免疫功能增强、存活时间延长，从而开启了“癌症免疫治疗”的大门。“癌症免疫

治疗”的设计思想就是通过增强人体本身的免疫系统功能，清除体内的肿瘤细胞。下列相关

叙述错误的是（）

A.癌细胞膜上的糖蛋白减少，导致癌细胞容易在机体内分散和转移

B.癌症免疫治疗过程中非特异性免疫没有发挥作用

C.癌症免疫治疗主要是通过增强患者的细胞免疫功能来杀死癌细胞

1）.患者免疫功能增强可能是因为酿脓链球菌侵入导致自身免疫发生而攻击癌细胞,使癌细胞

裂解死亡

9.注射卡介苗和输入抗体在免疫学的应用中分别属于（）

A.免疫预防、免疫预防B.免疫治疗、免疫治疗

C.免疫治疗、免疫预防D.免疫预防、免疫治疗

10.（2020重庆西南大学附中高三上月考）癌症治疗经历了三次革命,第一次是手术+化疗+放

疗，第二次是靶向治疗,2018年10月1日，诺贝尔生理学或医学奖颁发给美国科学家艾利森

和日本科学家本庶佑，用以奖励他们在癌症免疫治疗（第三次革命）上的重大贡献，请回答以

下问题：

Ma

麻细胞思

如果结余

免疫细胞会

停止攻击

图1

|PD-1抑制剂类药物|

图2

⑴研究发现，人体内与癌症相关的基因高达100多个，但必须是多个

发生突变才能赋予癌细胞的全部特征,据统计,人可能每天有50~100个细胞发生癌变，而正

常免疫系统具有功能能有效控制癌细胞在体内的数量。易错

⑵免疫治疗常用到全称为自然杀伤力细胞的NK细胞,这是一种淋巴细胞,与T细胞和B细胞

都起源于。艾利森和本庶佑在研究中发现:NK细胞利用其细胞表面的某些

蛋白来识别并保护正常细胞(如PD-1就是这些蛋白质中的一种，它能与正常细胞表面的

PD-L1结合)，但是某些癌细胞常常具有免疫逃逸现象,机理是癌细胞表面具有PD-L1,能与NK

细胞表面的PD-1结合,如图1所示,从而逃过NK细胞的追杀。根据这理论,科研团队开发出

PDT抑制剂类药物,能阻断PD-L1与PD-1的结合,从而使NK细胞可以清除癌细胞(原理如图

2所示)。NK细胞的PD-1和癌细胞表面的PD-L1结合体现了细胞膜具有

的作用。

(3)PD-1免疫治疗给许多癌症病人带来生的希望,但是在治疗中发现,PDT免疫治疗对有些

种类的癌症却基本没有疗效，请分析药物无效的可能原因

是O

(4)科学家们同时也发现,免疫疗法也存在一定的风险,有些病人在治疗过程中出现了自身免

疫性肠炎、肺炎、狼疮皮肤病等副作用，请运用相关免疫知识解释副作用出现的原

因：。

答案全解全析

基础过关练

1.D2.A3.D4.D6.B8.B9.D

1.D当外界抗原进入人体后，会刺激人体发生特异性免疫反应,在体液免疫中，由浆细胞分

泌抗体,A不符合题意;抗体只能与特定的抗原发生特异性结合,B不符合题意;抗体能够使抗

原失去增殖能力并与之结合形成沉淀等,继而被其他免疫细胞吞噬消化,抗体不会直接裂解

抗原,C不符合题意;抗体的本质是蛋白质,可以被蛋白酶水解,D符合题意。

2.A注射疫苗不能防止过敏反应的发生,A错误;免疫抑制剂的应用可提高移植器官的成活

率,B正确；根据抗原和抗体特异性结合原理,可用人工标记的抗体对组织内的抗原进行检

测,C正确；注射疫苗的目的是刺激机体产生免疫应答反应，以提高其相应的特异性免疫功

能,D正确•

易错警示注射疫苗主要是激发机体免疫应答,产生较多的抗体和记忆细胞,提高机体相应

的特异性免疫能力。

3.Dc时间段甲抗体水平突然上升,可能是机体受到了与a时间注射的疫苗相类似的抗原刺

激，发生了二次免疫反应,A正确；由甲、乙两曲线可以看出，不同种类的抗体在体内存留的时

间长短可有较大差异,B正确；由题图可知,a与d时间所注射的可能为不同种疫苗，甲、乙两

种抗体由不同浆细胞产生,C正确;抗体与抗原结合发挥作用后会被分解，每个抗体分子不能

多次与同种抗原结合发挥作用,D错误。

4.D结核杆菌是一种胞内寄生菌，结核杆菌侵入机体后，机体会启动细胞免疫，细胞毒性T

细胞会增殖分化并产生记忆T细胞,A正确；当结核杆菌再次侵入人体时,抗原呈递细胞（巨噬

细胞等）会摄取、处理结核杆菌,B正确;卡介苗相当于抗原，注射疫苗的作用是刺激人体内产

生记忆细胞和抗体,C正确;卡介苗是一种减毒的活性结核杆菌疫苗,结核杆菌是胞内寄生菌,

细胞毒性T细胞能与靶细胞（被结核杆菌入侵的宿主细胞）密切接触,使靶细胞裂解死亡,D错

误。

5.答案（1）浆细胞抗体靶细胞裂解死亡（2）AK-E7

（3）①AK-E7②增强小鼠接种疫苗后的存活率（4）adf

解析（1）B细胞受到抗原、辅助性T细胞刺激后,在细胞因子的作用下,会迅速增殖分化为

浆细胞和记忆B细胞,浆细胞可以分泌相应的抗体,病毒进入细胞寄生后,细胞毒性T细胞发

挥作用使靶细胞裂解死亡,释放病毒到体液中,病毒最终被消灭。（2）根据题目可知,RGD具有

与肿瘤细胞上受体特异性结合的特性，具有靶向作用,GK-E7无多肽RGD,无靶向作用,AK-E7

有多肽RGD,具有靶向作用。（3）①实验结果如图1所示AK-E7组辅助性T细胞分泌细胞因子

频率为2.87%,明显高于AK组（0.24%）、E7组（1.12%）、GK-E7组率79%）。②对皮下成瘤小

鼠进行接种实验。结合图2的检测结果可知,AK-E7疫苗组小鼠接种疫苗后的存活率比其他

组高，可以推测出AK-E7疫苗具有增强小鼠接种疫苗后的存活率作用。（4）在AK-E7疫苗研制

过程中,有研究表明热休克蛋白现已经被证明是有效的疫苗佐剂,能够触发其抗原呈递功能,

激发T细胞的免疫应答。为验证其作为疫苗佐剂时的功效,实验自变量是AK-E7疫苗中热休

克蛋白的有无,因变量是细胞因子的释放量，而AK-E7疫苗中含RGD,具有与肿瘤细胞上受体

特异性结合的特性,所以处理的实验材料必须是皮下成瘤小鼠,所以实验组应选择的实验材

料及检测指标包括AK-E7-热休克蛋白、皮下成瘤小鼠和细胞因子的释放量。

6.B“免疫赦免”现象不能说明人体的免疫系统存在缺陷，这是自然选择的结果,A错误;淋

巴细胞存在于淋巴液、血浆中，免疫活性物质分布在内环境中，在外分泌液中可能也有,角膜

本身不含血管,处于“免疫赦免”地位，但眼球血液中含有淋巴细胞、免疫活性物质，B正确；

移入的器官是抗原,人体会产生相应抗体,抵抗抗原的侵入,属于正常的免疫反应,C错误;要

获得“免疫赦免”需抑制B细胞、T细胞等免疫细胞的增殖，还需抑制免疫活性物质的作用

等，使免疫能力下降,D错误。

7.答案（1）免疫排斥细胞毒性T细胞（特异性）抗原相同（2）因为昆已经接受过

皮肤片移植，体内已经产生对B品系的记忆细胞,再次移植同样皮肤,则很快引起免疫应答

或二次免疫反应

解析（DAz的皮肤片移植到Ai上,皮肤片存活,因为Ai和Az属于同一品系,组织相容性抗原

（蛋白质）一致，因此不会发生免疫排斥;Bi的皮肤片移植到A?上,皮肤片不存活，表明Bi和儿

组织相容性抗原不相同,不属于同一品系，产生的排异反应属于细胞免疫,引起细胞免疫的是

细胞毒性T细胞。因为B细胞和T细胞都是由同一受精卵分裂分化而来的,所以其遗传信息

相同。（2）因为A2已经接受过Bi皮肤片移植,体内已经产生对B品系的记忆细胞,再次移植同

样皮肤,则很快引起免疫应答反应，而G皮肤片是第一次移植到A2±,A?体内没有能识别C品

系的记忆细胞，所以需要较长时间,才能引起免疫应答反应。

易错警示器官移植的成功与失败,主要取决于供体和受体的组织相容性抗原是否一致或相

近。

8.B癌细胞膜上的糖蛋白减少，导致癌细胞容易在机体内分散和转移,A正确;癌细胞是异

常细胞,机体主要启动细胞免疫攻击癌细胞,癌细胞裂解后,还需要体液免疫和吞噬细胞将其

吞噬消化,吞噬细胞的吞噬消化属于非特异性免疫,故非特异性免疫在“癌症免疫治疗”过程

中也在发挥作用,B错误;癌细胞是异常细胞，“癌症免疫治疗”主要是通过增强患者的细胞

免疫功能来杀死癌细胞,C正确；由题意可知，患者手术后意外感染酿脓链球菌,其免疫功能

增强、存活时间延长,可能是由于酿脓链球菌侵入导致免疫功能增强,发生自身免疫而攻击癌

细胞,使癌细胞裂解死亡,D正确。

9.D卡介苗属于疫苗,注射卡介苗在免疫学的应用中属于免疫预防;输入抗体主要是利用抗

体和抗原特异性结合消灭抗原，用于治疗疾病,所以输入抗体在免疫学的应用中属于免疫治

疗,D符合题意。

10.答案（1）原癌基因和抑癌基因免疫监视（2）造血干细胞进行细胞间的信息交流

（3）这些癌细胞开启了另外的免疫逃逸通道（或有另外的受体蛋白被NK细胞识别或NK细胞的

PD-1蛋白结构改变或肿瘤体积太大）（4）抑制剂使得免疫细胞不能识别正常细胞,对正常

细胞进行攻击

解析（1）癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生突变。免疫系统具有免疫防御、免疫

自稳、免疫监视的功能,其中免疫监视是指机体识别和清除突变的细胞,防止肿